oil fuels power point for 11

1. MINYAK BUMI DAN
PETROKIMIA

2. Tujuan Pembelajaran:
Setelah mempelajari bab ini, Anda diharapkan mampu:
1. Menjelaskan proses pembentukan minyak bumi dan gas alam.
2. Menjelaskan komponen-komponen utama penyusun minyak bumi.
3. Menafsirkan bagan penyulingan bertingkat untuk menjelaskan dasar dan teknik
pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi.
4. Membedakan kualitas bensin berdasarkan bilangan oktannya.
5. Menjelaskan penggunaan residu minyak bumi dalam industri petrokimia.
6. Menganalisis dampak pembakaran bahan bakar terhadap lingkungan.

3. Pembentukan Minyak Bumi dan Gas
Alam
• minyak bumi di alam merupakan hasil pelapukan fosil-
fosiltumbuhan dan hewan pada zaman purba jutaan tahun
silam.
• Organisme-organismetersebut kemudian dibusukkan oleh
mikroorganisme dan kemudian terkubur dan terpendam
dalam lapisan kulit bumi.
• Dengan tekanan dan suhu yang tinggi, maka setelah jutaan
tahun lamanya, material tersebut berubah menjadi minyak
yang terkumpul dalam pori-pori batu kapur atau batu pasir.
• Oleh karena pori-pori batu kapur bersifat kapiler, maka
dengan prinsip kapilaritas, minyak bumi yang terbentuk
tersebut perlahan-lahan bergerak ke atas.
• Ketika gerakan tersebut terhalang oleh batuan yang tidak
berpori, maka terjadilah penumpukan minyak dalam
batuantersebut.

4. • Pada daerah lapisan bawah tanah yang tak berpori tersebut dikenal
dengan nama antiklinal atau cekungan.
• Daerahcekungan ini terdiri dari beberapa lapisan, lapisan yang paling
bawah berupa air, lapisan di atasnya berisi minyak, sedang di atas minyak
bumi tersebut terdapat rongga yang berisi gas alam. Jika cekungan
mengandung minyak bumi dalamjumlah besar, maka pengambilan
dilakukan dengan jalan pengeboran.

5. Komponen-komponen Minyak Bumi
1. Golongan Alkana
Golongan alkana yang tidak bercabang terbanyak adalah n–oktana, sedang
alkana bercabang terbanyak adalah isooktana (2,2,4–trimetilpentana).
CH3─ CH2 ─ CH2 ─ CH2 ─ CH2 ─ CH2 ─ CH2 ─ CH3
n–oktana
CH3
│
CH3 ─ C ─ CH2 ─ CH ─ CH3
│ │
CH3 CH3
isooktana

6. Golongan Sikloalkana
Golongan sikloalkana yang terdapat pada
minyak bumi adalah siklopentana dan
sikloheksana
Golongan Hidrokarbon Aromatik
• Golongan hidrokarbon aromatik yang terdapat dalam minyak bumi adalah
benzena.

7. • Senyawa-senyawa Lain
• Senyawa-senyawa mikro yang lain, seperti
senyawa belerang berkisar 0,01
• – 7%, senyawa nitrogen berkisar 0,01 – 0,9%,
senyawa oksigen berkisar 0,06
• – 0,4%, dan mengandung sedikit senyawa
organologam yang mengandung
• logam vanadium dan nikel

8. Teknik Pengolahan Minyak Bumi
• Minyak mentah atau yang biasa disebut dengan
crude oil ini berbentuk cairan kental hitam dan
berbau kurang sedap, yang selain mengandung
kotoran, juga mengandung mineral-mineral yang
larut dalam air.
• Minyak ini belum dapat digunakan untuk bahan
bakar atau berbagai keperluan lainnya, tetapi
harus melalui pengolahan terlebih dahulu.
• Minyak mentah ini mengandung sekitar 500 jenis
hidrokarbon dengan jumlah atom karbon 1 – 50.

9. • Pada prinsipnya pengolahan minyak bumi dilakukan
dengan dua langkah, yaitu desalting dan distilasi.
Desalting
• Proses desalting merupakan proses penghilangan
garam yang dilakukan dengan cara mencampurkan
minyak mentah dengan air.
• Tujuannya adalah untuk melarutkan zat-zat mineral
yang larut dalam air.
• Pada proses ini juga ditambahkan asam dan basa
dengan
• Tujuan untuk menghilangkan senyawa-senyawa selain
hidrokarbon.
• Setelah melalui proses
• desalting, maka selanjutnya minyak akan menjalani
proses distilasi.

10. Distilasi
• Minyak mentah yang telah melalui proses
desalting kemudian diolah lebih lanjut dengan
proses distilasi bertingkat, yaitu cara
pemisahan campuran berdasar perbedaan
titik didih.
• Fraksi-fraksi yang diperoleh dari proses
distilasi bertingkat ini adalah campuran
hidrokarbon yang mendidih pada interval
(range) suhu tertentu

11. Proses distilasi bertingkat dan fraksi yang dihasilkan dari distilasi bertingkat
tersebut dapat digambarkan sebagai berikut.

12. Fraksi-faksi yang didapatkan setelah proses distilasi selanjutnya diolah
lebih lanjut dengan proses reforming, polimerisasi, treating, dan blending.
1. Reforming
Reforming merupakan suatu cara pengubahan bentuk, yaitu dari rantai
lurus menjadi bercabang. Proses ini digunakan untuk meningkatkan mutu
Bensin
CH3
Katalis │
CH3 ─ CH2 ─ CH2 ─ CH3 → CH3 ─ C ─ CH2
│
CH3
2. Polimerisasi
Polimerisasi merupakan suatu cara penggabungan monomer (molekulmolekul
sederhana) menjadi molekul-molekul yang lebih kompleks.
3. Treating
Treating merupakan proses penghilangan kotoran pada minyak bumi.
4. Blending
Blending merupakan proses penambahan zat aditif.

13. Bensin
A. Kualitas Bensin
• Bensin yang dihasilkan dari distilasi bertingkat disebut bensin
distilat langsung (straight run gasoline).
• Bensin merupakan campuran dari isomer-isomer heptana (C7H16)
dan
oktana (C8H18). Bensin biasa juga disebut dengan petrol atau
gasolin.
• Bensin →bahan bakar yang paling banyak digunakan orang →
bahan bakar kendaraan bermotor,
• maka dilakukan upaya untuk mendapatkan bensin dalam jumlah
yang besar.
• Cara yang dilakukan adalah dengan proses cracking (pemutusan
hidrokarbon yang rantainya panjang menjadi hidrokarbon rantai
pendek).
• Minyak bumi dipanaskan sampai suhu 800 °C, sehingga rantai
hidrokarbon yang kurang begitu dibutuhkan dapat dipecah menjadi
rantai pendek, sesuai rantai pada fraksi bensin

14. • Mutu atau kualitas bensin ditentukan oleh persentase
isooktana (2,2,4–trimetilpentana)yang
biasa disebut sebagai bilangan oktan.
• Efisiensi energi yang tinggi diperoleh dari bensin yang
memiliki rantai karbon yang bercabang banyak.
• Adanya komponen bensin berantai lurus menghasilkan
energi yang kurang efisien, artinya banyak energi yang
terbuang sebagai panas bukan sebagai kerja mesin, dan
hal ini menyebabkan terjadinya knocking atau ketukan
pada mesin.
• Ketukan pada mesin ini menyebabkan mesin menjadi
cepat rusak.
• Bensin premium memiliki bilangan oktan 82,
sedangkan bensin super memiliki bilangan oktan 98.

15. Peningkatan Bilangan Oktan
• Penambahan TEL (tetraetil lead) atau tetraetil
timbal. Penambahan TEL dalam konsentrasi
sampai 0,01% ke dalam bensin dapat
menaikkan bilangan oktan.
• Penambahan MTBE (metil tersier butil eter),
yang memiliki fungsi sama untuk
meningkatkan bilangan oktan, tetapi tidak
melepaskan timbal di udara.

16. Penggunaan Residu dalam Industri Petrokimia
• Petrokimia adalah bahan-bahan atau produk yang dihasilkan dari minyak
dan gas bumi. Bahan-bahan petrokimia tersebut dapat digolongkan ke
dalam plastik, serat sintetis, karet sintetis, pestisida, detergen,
pelarut, pupuk, berbagai jenis obat maupun vitamin.
• 1. Bahan Dasar Petrokimia
• Terdapat tiga bahan dasar yang digunakan dalam industri petrokimia, yaitu
olefin, aromatika, dan gas sintetis (syn-gas).
• Untuk memperoleh produk petrokimia dilakukan dengan tiga tahapan,
yaitu:
a. Mengubah minyak dan gas bumi menjadi bahan dasar petrokimia.
b. Mengubah bahan dasar menjadi produk antara.
c. Mengubah produk antara menjadi produk akhir.

17. 1. Olefin (alkena-alkena)
• Di antara olefin yang paling banyak diproduksi adalah etilena
(etena), propilena (propena), dan butadiena.
• Beberapa produk petrokimia yang menggunakan bahan dasar
etilena adalah:
a) Polietilena, merupakan plastik yang paling banyak diproduksi,
plastik ini banyak digunakan sebagai kantong plastik dan
plastik pembungkus (sampul).
• Di samping polietilena sebagai bahan dasar, plastik dari
polietilena ini juga mengandung beberapa bahan tambahan,
yaitu bahan pengisi, plasticer, dan pewarna.
b) PVC atau polivinilklorida, juga merupakan plastik yang
digunakan pada pembuatan pipa pralon dan pelapis lantai.

18. c) Etanol, merupakan bahan yang sehari-hari dikenal dengan nama alkohol.
Digunakan sebagai bahan bakar atau bahan antara untuk
pembuatan produk lain, misalnya pembuatan asam asetat.
d) Etilena glikol atau glikol, digunakan sebagai bahan antibeku dalam radiator
mobil di daerah beriklim dingin.
• Propilena
a) Polipropilena, digunakan sebagai karung plastik dan tali plastik. Bahan ini
lebih kuat dari polietilena.
b) Gliserol, digunakan sebagai bahan kosmetika (pelembab), industri
makanan, dan bahan untuk membuat peledak (nitrogliserin).
c) Isopropil alkohol, digunakan sebagai bahan-bahan produk petrokimia yang
lain, misalnya membuat aseton.
• Butadiena
Digunakan adalah:
a) Karet sintetis
b) Nilon

19. 2. Aromatika
Beberapa produk petrokimia yang menggunakan bahan dasar benzena adalah:
1) Stirena, digunakan untuk membuat karet sintetis.
2) Kumena, digunakan untuk membuat fenol.
3) Sikloheksana, digunakan untuk membuat nilon.
Beberapa produk petrokimia yang menggunakan bahan dasar toluena dan
xilena adalah:
a) Bahan peledak, yaitu trinitrotoluena (TNT)
b) Asam tereftalat, merupakan bahan dasar pembuatan serat.

20. 3. Syn-Gas (Gas Sintetis)
• Gas sintetis ini merupakan campuran dari karbon monoksida (CO)
dan hidrogen (H2).
Beberapa produk petrokimia yang menggunakan bahan dasar gas sintetis
adalah:
a) Amonia (NH3), yang dibuat dari gas nitrogen dan gas hidrogen.
Pada industri petrokimia, gas nitrogen diperoleh dari udara sedangkan gas
hidrogen diperoleh dari gas sintetis.
b) Urea (CO(NH2)2), dibuat dari amonia dan gas karbon dioksida.
Selain sebagai pupuk, urea juga digunakan pada industri perekat,
plastik, dan resin.
c) Metanol (CH3OH), dibuat dari gas sintetis melalui pemanasan pada
suhu dan tekanan tinggi dengan bantuan katalis.
metanol digunakan dalam pembuatan formaldehida, dan sebagian lagi
digunakan untuk membuat serat dan campuran bahan bakar.
d) Formaldehida (HCHO), dibuat dari metanol melalui oksidasi dengan bantuan
katalis. Formaldehida yang dilarutkan dalam air dikenal dengan nama formalin,
yang berfungsi sebagai pengawet specimen biologi. Sementara penggunaan
lainnya adalah untuk membuat resin urea-formaldehida dan lem.

21. Dampak pembakaran bahan bakar
1. Gas Karbon Monoksida (CO)
• Gas karbon monoksida adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau,tidak
berasa, dan tidak merangsang.
• Keracunan CO akibat pembakaran tak sempurna
• Daya ikat CO terhadap hemoglobin lebih kuat sekitar 200 kali dibandingkan
oksigen. Jadi bila udara banyak mengandung CO maka udara yang kita hirup
hanya sedikit oksigen yang bisa diikat oleh hemoglobin dalam darah.
• 2 C8H18(g) + 17 O2(g) ⎯⎯→ 16 CO(g) + 18 HO(g)
• CO Dalam beberapa konsentrasi akan menimbulkan gejala :
o Kadar CO 100 ppm : sakit kepala dan cepat lelah
o Kadar CO 250 ppm : pingsan
o Kadar CO 750 ppm : mati 2setelah beberapa jam
o Kadar CO lebih dari 1000 ppm : mati seketika
• Untuk mengurangi banyaknya gas CO dengan merancang alat yang disebut
catalytic converter, yang berfungsi mengubah gas pencemar udara seperti CO
dan NO menjadi gas-gas yang tidak berbahaya, dengan reaksi:
Katalis Ni
2 CO(g) + O2(g) 2 CO2(g)
Katalis Ni
2 NO2(g) N2(g) + 2 O2(g)

22. 2. Gas CO2
• Tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak merangsang
• Gas CO2 merupakan hasil pembakaran sempurna bahan bakar minyak
bumi maupun batu bara, kendaraan bermotor dan pabrik.
• Akan tetapi berlebihnya
• kandungan CO menyebabkan sinar inframerah dari matahari diserap oleh
bumi dan benda-benda di sekitarnya. Kelebihan sinar inframerah ini tidak
dapat kembali ke atmosfer 2karena terhalang oleh lapisan CO2 yang ada di
atmosfer. Akibatnya suhu di bumi menjadi semakin panas. Akibat yang
ditimbulkan oleh berlebihnya kadar CO2 di udara ini dikenal sebagai efek
rumah kaca atau green house effect.
• Untuk mengurangi jumlah CO2 di udara maka perlu dilakukan upaya-
upaya, yaitu
• dengan penghijauan,
• menanam pohon,
• memperbanyak tamankota,
• serta pengelolaan hutan dengan baik.

23. 3. Penggunaan TEL,
• Menghasilkan partikel-partikel timbal.
• Di udara Partikel timbal yang terisap oleh manusia dalam kadar yang
cukup tinggi, menyebabkan terganggunya enzim pertumbuhan. Akibatnya
bagi anak-anak adalah berat badan yang berkurang disertai perkembangan
sistem syaraf yang lambat.
• Padaorang dewasa, partikel timbal ini menyebabkan hilangnya selera
makan, cepat lelah, dan rusaknya saluran
4. Oksida Belerang (SO2 dan SO3)
• Gas belerang dioksida (SO2) mempunyai sifat tidak berwarna, tetapi
berbau sangat menyengat dan dapat menyesakkan napas meskipun
dalam kadar rendah
• Gas ini dihasilkan dari oksidasi atau pembakaran belerang
• yang terlarut dalam bahan bakar miyak bumi serta dari pembakaran
belerang
• yang terkandung dalam bijih logam yang diproses pada industri
• pertambangan.

24. Akibatnya :
• terjadinya hujan asam
• Proses terjadinya hujan asam dapat dijelaskan dengan reaksi berikut.
a. Pembentukan asam sulfit di udara lembap
SO2(g) + H2O(l) ↔ H2SO3(aq)
b. Gas SO2 dapat bereaksi dengan oksigen di udara
2 SO2(g) + O2(g) ↔ 2 SO3(g)
c. Gas SO3 mudah larut dalam air, di udara lembap membentuk asam sulfat
yang lebih berbahaya daripada SO2 dan H2SO3
2 SO3(g) + H2O(l) ↔ H2SO4(aq)
Akibat Hujan Asam :
• pH air hujan < 5
• sangat korosif terhadap logam dan berbahaya bagi kesehatan

25. 5. Oksida Nitrogen (NO dan NO2)
• Gas nitrogen monoksida memiliki sifat tidak berwarna, yang pada
konsentrasi tinggi juga dapat menimbulkan keracunan.
• Keberadaan gas nitrogen monoksida di udara disebabkan karena gas
nitrogen ikut terbakar bersama dengan oksigen, yang terjadi pada suhu
tinggi. Reaksinya adalah:
N2(g) + O2(g) ⎯⎯→ 2 NO(g)
• Pada saat kontak dengan udara, maka gas NO akan membentuk gas NO2
dengan reaksi sebagai berikut.
• 2 NO(g) + O2(g) ←⎯⎯⎯⎯→ 2 NO2(g)
• Gas NO2 merupakan gas beracun, berwarna merah cokelat, dan berbau
seperti asam nitrat yang sangat menyengat dan merangsang.
• Keberadaan gas NO2 :
• 1< ppm dapat menyebabkankarsinogen atau penyebab kanker.
• kadar 20 ppm akan dapat menyebabkan kematian.
• Sebagai pencegahan maka di pabrik atau motor, bagian pembuanganasap
ditambahkan katalis logam nikel yang berfungsi sebagai konverter.
katalis Ni
• 2 NO2(g) N2(g) + 2 O2(g)